CN113088479B - 一种促进雪莲菌增殖的复合添加剂 - Google Patents

一种促进雪莲菌增殖的复合添加剂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种促进雪莲菌增殖的复合添加剂。所述添加剂包括海藻酸钠和银耳多糖。本发明通过摇床培养代替传统静置培养，在传统乳基体系中外源添加海藻酸钠和银耳多糖促进雪莲菌表面粘性多糖的生成，同时在生产中加入多个界面促进雪莲菌的不同菌相之间的粘附，从而使雪莲菌菌粒实现在乳基体系中的增殖效率。一方面，所添加的多糖及海藻酸钠均为无色，来源于食品，具有良好的食品安全性能，同时不会对菌体和乳基体系的色泽质地产生影响，另一方面在摇床培养过程中，所添加的外源界面与菌粒的碰撞，使得菌粒更好的利用乳基体系内的营养物质，并且增殖率达到最高为51.14％。

Description

一种促进雪莲菌增殖的复合添加剂
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种促进雪莲菌增殖的复合添加剂及其应用方法。
背景技术
雪莲菌是乳酸菌、醋酸菌和酵母菌等的共生体，菌体含有水、粘性多糖、蛋白质、脂质等，经过长期培养，菌体会逐渐增大，增多。目前，雪莲菌菌粒在纯牛奶培养基中增殖速度缓慢，严重制约了雪莲菌发酵乳的大规模工业化生产，因此，开发促进雪莲菌在乳基体系高效增殖的方法是促进雪莲菌在食品工业中规模化生产的必要途径。
雪莲菌粒在适宜条件下可以在乳基体系中发酵，不断增大，增多，产生新的雪莲菌粒，同时菌粒也将不断在该体系中产生不同菌相的代谢产物，生成雪莲菌酸乳。雪莲菌酸乳质地粘稠，风味清香，同时具有多种益生功能，包括增强免疫力、抗肿瘤、调节肠道菌群平衡等，备受消费者青睐。但是传统雪莲菌增殖发酵方式存在许多缺点，包括自然增殖缓慢，菌粒培养成本较高等问题，阻碍了雪莲菌发酵在食品工业化大规模生产中的应用。
由于雪莲菌粒是天然存在的，人们无法在没有原雪莲菌粒的情况下，培养出新雪莲菌粒，曲宜曾尝试过制作人工载体的方法，人工合成类似于雪莲菌的西藏灵菇粒，但是结果并不乐观。所以改变培养条件从而加速雪莲菌增殖，近几年来受到了研究者的广泛关注。目前，国内外针对促进雪莲菌增殖的方法主要直接添加单一碳源、单一氮源、调节起始pH、改变接种量、控制温度、摇床培养以及不进行菌粒的冲洗等方法，有利于雪莲菌菌体的增殖。赵小元等人通过实验得出，雪莲菌菌粒增殖的过程中会在菌粒的表面形成一层多糖物质，即菌粒的重要组成成分，而在雪莲菌增殖培养中的清洗菌粒过程中，这种多糖物质会被破坏，从而影响菌粒的增殖，进行菌粒冲洗不利于菌体增殖。刘克营等通过不同培养基质对开菲尔粒增殖的影响，发现相同培养条件下，在灭菌乳中开菲尔粒的增殖率最高，MRS培养基次之，LB培养基最差。王蕊通过对比摇床培养与静置培养，发现搅拌条件下微生物菌粒的增殖率明显高于静置组，其实验中使用的开菲尔粒是由乳酸菌、酵母菌、醋酸菌形成的共生体系，摇床培养加快了氧气流通量，使同型发酵的乳酸球菌、酵母菌数量增加，整个共生体系代谢加快，开菲尔粒的增殖速度大大提高，摇床培养一段时间后，开菲尔粒累计增殖率，比静置培养高21％。搅拌有利于开菲尔粒的增殖。王蕊还通过添加碳源-乳糖，通过培养测量发现，添加乳糖的开菲尔粒增殖率明显高于对照组，其中添加1％乳糖补充碳源的，开菲尔粒增殖率最大。乳基体系中的碳源主要以乳糖为主，是乳发酵性酵母的重要能量来源，其含量充足时，有利于产黏菌的繁殖代谢。如果乳糖添加量过大，可能是由于乳酸菌大量繁殖，发酵产生过量的乳酸，使得酸度急骤上升，压制了产黏菌繁殖，破坏了开菲尔粒的菌相平衡，从而抑制了开菲尔粒的增殖。任雅丽通过添加三种碳源分别为葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖。得出结论证明除了乳糖其他外加碳源在一定程度上不仅不能促进开菲尔粒增殖，还会起到一定的抑制作用。
纵观以上研究现状可以看出，国内外关于雪莲菌增殖的方法只直接添加单一简单碳源添加物，或者改变单一条件，未考虑到新型碳源符合添加及其他界面的干预，此方面的研究甚少，因此开发一种简单易操作，不会对发酵乳以及菌粒有影响的增殖方法是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于找到一种更好的增殖条件，使得雪莲菌可以在乳基体系中高效增殖。
一种促进雪莲菌增殖的复合添加剂，所述添加剂包括海藻酸钠和银耳多糖。
优选的，所述复合添加剂还包括外源界面添加物。
所述海藻酸钠和银耳多糖的用量质量比为1：(3-8)，优选1：5。
一种促进雪莲菌增殖的方法，包括如下步骤：
(1)将雪莲菌菌粒进行活化，使其活力恢复，按照(1-3)g/mL接种于灭菌好的牛奶中，在28-32℃培养箱进行培养20-30h；重复两次；
(2)体系配制：乳基体系中外源添加0.2g/100mL的海藻酸钠和(0.6-1.6)g/100mL的银耳多糖；
(3)接种培养：活力恢复后的雪莲菌按(1-3)g/100mL的接菌量接入步骤(2)的体系中，在28-32℃条件下，(80-160)r/min摇床中进行培养20-30h。
所述乳基体系为牛奶。
步骤(2)还包括外源界面添加物，所述外源界面添加物为海藻酸钙凝珠、无菌细线、无菌过滤布、无菌过滤网、无菌过滤膜、无菌粗线中的一种或几种。
本发明通过摇床培养代替传统静置培养，在传统乳基体系中外源添加海藻酸钠和银耳多糖促进雪莲菌表面粘性多糖的生成，同时在生产中加入多个界面促进雪莲菌的不同菌相的粘附，从而使雪莲菌菌粒实现在乳基体系中的增殖效率。一方面，所添加的多糖及海藻酸钠均为无色，来源于食品，具有良好的食品安全性能，同时不会对菌体和乳基体系的色泽质地产生影响，另一方面在摇床培养过程中，所添加的外源界面与菌粒的碰撞，使得菌粒更好的利用乳基体内的营养物质，并且增殖率达到最高为51.14％。
在本发明中，无菌细线和交联网络结构的海藻酸钙聚合物作为外源添加的不同界面，操作简单、成本低廉。
在本发明中，银耳多糖和海藻酸钠作为乳基体系的复合添加剂，用于促进雪莲菌表面多糖结构形成进而促进雪莲菌增殖。
本发明的有益效果：本发明应用银耳多糖和海藻酸钠复合配比作为乳基体系的外源碳源，不会对菌粒本身的颜色和发酵状态产生影响。经过重复试验，复合外源添加剂显著优于单一添加剂在乳基体系中的应用。海藻酸钙凝珠和无菌细线具有成本低、操作简单、便于保存、易制备的优点。本发明有效减少了在雪莲菌增殖培养过程中的牛乳基质的利用，使得菌粒在超过自己最适宜增殖周期范围内还可以继续增殖，此方法成本远低于传统的增殖方法，有效节约资源，提高相关工业的经济效益。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
下述实施例采用的实验材料：无菌锥形瓶、无菌离心管、无菌滤纸、纯牛奶、海藻酸钙凝珠以及无菌细线。
实施例1
菌种活化：将在4℃保存的雪莲菌菌粒，进行活化，使其活力恢复，按照2g/100mL接种于灭菌好的牛奶中，在30℃培养箱进行培养24h，重复两次。
体系配制：乳基体系(牛奶)中外源添加0.2g/100mL的海藻酸钠。
接种培养：活力恢复后的雪莲菌按2g/100mL的接菌量接入上述体系中，在30℃条件下，120r/min摇床中进行培养24h。
实施例2
菌种活化：将在4℃保存的雪莲菌菌粒，进行活化，使其活力恢复，按照2g/100mL接种于灭菌好的牛奶中，在30℃培养箱进行培养24h，重复两次。
体系配制：乳基体系(牛奶)中外源添加1g/100mL的银耳多糖。
接种培养：活力恢复后的雪莲菌按2g/100mL的接菌量接入上述体系中，在30℃条件下，120r/min摇床中进行培养24h。
实施例3
菌种活化：将在4℃保存的雪莲菌菌粒，进行活化，使其活力恢复，按照2g/100mL接种于灭菌好的牛奶中，在30℃培养箱进行培养24h，重复两次。
体系配制：乳基体系中外源添加0.2g/100mL的海藻酸钠和1g/100mL的银耳多糖。
接种培养：活力恢复后的雪莲菌按2g/100mL的接菌量接入上述体系中，在30℃条件下，120r/min摇床中进行培养24h。
实施例4
菌种活化：将在4℃保存的雪莲菌菌粒，进行活化，使其活力恢复，按照2g/100mL接种于灭菌好的牛奶中，在30度℃培养箱进行培养24h，重复两次。
体系配制：乳基体系中外源添加0.2g/100mL的海藻酸钠和1g/100mL的银耳多糖，此外，5粒/100mL海藻酸钙凝珠作为外源界面添加。
接种培养：活力恢复后的雪莲菌按2g/100mL的接菌量接入上述体系中，在30℃条件下，120r/min摇床中进行培养24h。
实施例5
菌种活化：将在4℃保存的雪莲菌菌粒，进行活化，使其活力恢复，按照2g/100mL接种于灭菌好的牛奶中，在30℃培养箱进行培养24h，重复两次。
体系配制：乳基体系中外源添加0.2g/100mL的海藻酸钠和1g/100mL的银耳多糖，此外，10根/100mL无菌细线作为外源界面添加。
接种培养：活力恢复后的雪莲菌按2g/100mL的接菌量接入上述体系中，在30℃条件下，120r/min摇床中进行培养24h。
实施例6
菌种活化：将在4℃保存的雪莲菌菌粒，进行活化，使其活力恢复，按照2g/100mL接种于灭菌好的牛奶中，在30℃培养箱进行培养24h，重复两次。
体系配制：乳基体系(牛奶)中外源添加0.2g/100mL的海藻酸钠。
接种培养：活力恢复后的雪莲菌按2g/100mL的接菌量接入上述体系中，在30℃条件下，静置培养24h。
实施例7
菌种活化：将在4℃保存的雪莲菌菌粒，进行活化，使其活力恢复，按照2g/100mL接种于灭菌好的牛奶中，在30℃培养箱进行培养24h，重复两次。
体系配制：乳基体系(牛奶)中外源添加1g/100mL的银耳多糖。
接种培养：活力恢复后的雪莲菌按2g/100mL的接菌量接入上述体系中，在30℃条件下，静置培养24h。
实施例8
菌种活化：将在4℃保存的雪莲菌菌粒，进行活化，使其活力恢复，按照2g/100mL接种于灭菌好的牛奶中，在30℃培养箱进行培养24h，重复两次。
体系配制：乳基体系中外源添加0.2g/100mL的海藻酸钠和1g/100mL的银耳多糖。
接种培养：活力恢复后的雪莲菌按2g/100mL的接菌量接入上述体系中，在30℃条件下，静置培养24h。
实施例9
菌种活化：将在4℃保存的雪莲菌菌粒，进行活化，使其活力恢复，按照2g/100mL接种于灭菌好的牛奶中，在30℃培养箱进行培养24h，重复两次。
体系配制：乳基体系中外源添加0.2g/100mL的海藻酸钠和1g/100mL的银耳多糖，此外，5粒/100mL海藻酸钙凝珠作为外源界面添加。
接种培养：活力恢复后的雪莲菌按2g/100mL的接菌量接入上述体系中，在30℃条件下，静置培养24h。
实施例10
菌种活化：将在4℃保存的雪莲菌菌粒，进行活化，使其活力恢复，按照2g/100mL接种于灭菌好的牛奶中，在30℃培养箱进行培养24h，重复两次。
体系配制：乳基体系中外源添加0.2g/100mL的海藻酸钠和1g/100mL的银耳多糖，此外，10根/100mL无菌细线作为外源界面添加。
接种培养：活力恢复后的雪莲菌按2g/100mL的接菌量接入上述体系中，在30℃条件下，静置培养24h。
实验例：雪莲菌增殖率测定
具体操作方法：
(1)称重：实施例1-10雪莲菌培养后，将使用无菌纱布将发酵牛乳与雪莲菌菌粒和外源添加物分离，使用无菌镊子将雪莲菌取出，使用无菌滤纸吸干菌粒表面的残留牛乳，置于无菌离心管称重。对照为无添加剂添加雪莲菌按照实施例1的条件发酵。
(2)增殖率的计算
参考公式如下：
Figure BDA0003056442020000081
其中m1为培养前雪莲菌质量，m2为24h培养后雪莲菌质量。
测试结果见表1：
表1雪莲菌菌粒增殖优化结果
序号 外源添加剂 外源添加物 培养条件 24h增殖率 标准差
1 - - 静置 9.874 2.218
2 海藻酸钠 - 静置 17.417 3.255
3 银耳多糖 - 静置 20.619 2.961
4 海藻酸钠银耳多糖 - 静置 18.480 4.176
5 海藻酸钠银耳多糖 细线 静置 19.616 4.854
6 海藻酸钠银耳多糖 海藻酸钠凝胶颗粒 静置 14.452 3.247
7 - - 摇床 14.227 1.470
8 海藻酸钠 - 摇床 16.799 1.224
9 银耳多糖 - 摇床 28.660 4.776
10 海藻酸钠银耳多糖 - 摇床 42.004 2.554
11 海藻酸钠银耳多糖 细线 摇床 51.140 1.346
12 海藻酸钠银耳多糖 海藻酸钠凝胶颗粒 摇床 24.814 1.324
为了确定出最佳反应条件，本发明尝试了多种条件，如：添加单一碳源，添加复合碳源，添加多种外源界面，改变培养条件，改变氧气流通量，通过增殖率和增殖后菌粒发酵性能来评价雪莲菌增殖效果，发现在摇床120r/min，外源添加0.2g/100mL的海藻酸钠和1g/100mL的银耳多糖和海藻酸钙凝珠或无菌细线的增殖效果最好，且所得到的雪莲菌菌粒具有良好的发酵性能，产酸能力和益生特性。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (2)

1.一种促进雪莲菌增殖的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将雪莲菌菌粒进行活化，使其活力恢复，按照1-3g/mL接种于灭菌好的牛奶中，在28-32℃培养箱进行培养20-30h；重复两次；
（2）体系配制：乳基体系中外源添加0.2g/100mL的海藻酸钠和0.6-1.6g/100mL的银耳多糖，无菌细线作为外源界面添加；
（3）接种培养：活力恢复后的雪莲菌按1-3g/100mL的接菌量接入步骤（2）的体系中，在28-32℃条件下，80-160r/min摇床中进行培养20-30h。
2.根据权利要求1所述促进雪莲菌增殖的方法，其特征在于，所述乳基体系为牛奶。
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